水稻多蘖矮秆基因htd(t)和茸毛基因HL1的精细定位及候选基因分析

【摘要】水稻的株高和分蘖特性是与产量密切相关的农艺性状,一直以来都是水稻功能基因研究的热点问题。广丛是来源于贵州的一个多蘖矮秆籼稻品种,表现分蘖多,植株较矮,叶片薄软,籽粒细长的特点。利用该材料与寡分蘖品种魔雪谷配制杂交组合,得到杂种Fl,自交构建F2分离群体。通过构建遗传连锁图谱对广丛多分蘖性状进行QTL检测,获得一个主效QTL位点,LOD值为28.6,贡献率为53.0%。利用SSR和InDel分子标记的方法对多分蘖基因进一步进行精细定位,最终将广丛的多分蘖矮秆基因high-tilleringdwarf(t)定位于4号染色体长臂InDel标记.,ID2和ID4之间150kb的范围内。在该区间有一个已经克隆的控制水稻分蘖的基因HIGH-TILLERINGDWARF1(HTD1),经过测序比对,发现广丛突变位点和htdl突变体变异位点相同,在基因编码区第1787个碱基由C突变为T,从而导致第596位的氨基酸由脯氨酸变成亮氨酸,因此广丛htd(t)基因就是htdl基因。茸毛是水稻形态特征上重要的农艺性状,在水稻遗传改良中的利用具有重要意义。茸毛的存在能够增加水稻表皮组织保护层的厚度,以减少水分和热量的散失；同时,表皮毛能够分泌化学成分以及作为天然的物理屏障来抵御外界病原菌和昆虫对水稻侵害。本研究利用来源于斯里兰卡的茸毛叶籼稻品种苏旺往尔与粳稻品种日本晴、宁稻1号构建了两个分离群体。遗传分析表明,茸毛叶是受单个显性核基因控制的遗传性状。通过混合分离分析法(BSA)将茸毛基因HL1初步定位在第6染色体SSR标记RM528和RM5988之间。利用区间杂合体构建了包含4250个单株的分离群体,经区间重组子筛选和加密标记,将HL1基因精细定位在新开发的InDel标记WB17和WB23之间,物理距离为12.7kb。该区间只有一个预测基因LOC_Os06g44750,编码含有AP2结构域的转录因子。测序分析表明亲本间有2处SNP差异和1处碱基缺失。SNP1为同义突变,SNP2在NCBI预测的CDS编码区的+990位置发生一个单核苷酸的替换,进而导致124位的甲硫氨酸(Met,M)转变成了异亮氨酸(Ile,I)。InDell在NCBI预测的CDS编码区的位置的+1045至+1068处的8个CAG重复序列处发生了一个CAG的缺失,导致此处的一个谷氨酰胺(Gln,Q)缺失。以此判断,LOC_Os06g44750编码的转录因子在表皮茸毛发育进程中起到关键调控作用。
【作者】牟文斌；
【导师】王建飞；
【作者基本信息】南京农业大学，作物遗传育种，2013，硕士
【关键词】水稻；多蘖矮秆；茸毛；精细定位；候选基因；

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